Față de o lipsă de ATP din mitocondrii, nucleul celular poate începe propriile mecanisme pentru sinteza acestor molecule.
Biologii spanioli au identificat detalii cheie despre modul în care funcționează această „sursă de energie alternativă” și au identificat cele mai importante proteine ale acesteia. Acest lucru este descris într-un articol publicat de revista Science.
Lungimea totală a ADN-ului din fiecare celulă a corpului uman este de aproximativ 2 m și este imposibil să-l așezi în nucleu fără un ambalaj complex și dens. În același timp, multe procese legate de ADN, inclusiv replicarea, repararea și reglarea activității genice, necesită „despachetarea” cromatinei și acțiunea proteinelor care consumă energie sub formă de molecule ATP. ATP este sintetizat de mitocondrii (mai rar și în cantități mici, se formează în timpul reacțiilor glicolizei în citoplasmă).
Cu toate acestea, cu o rearanjare masivă a cromatinei, apare problema furnizării cantităților necesare de ATP în nucleu. Prin urmare, în urmă cu mai bine de jumătate de secol, s-a presupus că nucleul are propriile sale mecanisme pentru sinteza moleculelor de ATP. Acest lucru este demonstrat și de noi lucrări efectuate de biologii spanioli sub conducerea lui Miguel Beato de la Institutul de Știință și Tehnologie din Barcelona (BIST).
Autorii au experimentat o cultură a celulelor tumorale ale sânului. Ei au măsurat raportul dintre ATP și ADP (molecule purtătoare de energie "utilizate" în diferite părți ale celulei: în mitocondrii, în citosol și în nucleu. Prin blocarea producției de ATP în mitocondrii, oamenii de știință au arătat că nucleul epuizează rapid rezervele acumulate de ATP. Cu toate acestea, în condițiile necesității unei rearanjări grave a cromatinei (cu adăugarea unei progestine care stimulează schimbări profunde ale metabolismului celular), conținutul de ATP din nucleu a continuat să crească, în ciuda faptului că mitocondriile nu le-au mai reînnoit aprovizionarea.
Sursa de ATP în nucleu este poli- (ADP-riboza) (poli- (ADP-riboză), PAR), care este folosită aici, în special, pentru a regla activitatea enzimelor individuale. Hidroliza PARG la monomeri individuali este realizată de proteina PARG. În prezența pirofosfaților, NUDIX5 hidrolază își catalizează conversia în ATP. Miguel Beato și colegii săi au arătat că inhibarea oricăreia dintre aceste proteine împiedică acumularea de ATP în nucleele celulelor, chiar și în cele tratate cu progestin și duce la o încetinire accentuată a proceselor care necesită reamenajarea cromatinei.
În același timp, autorii au observat că ambele enzime prezintă o activitate crescută în celulele canceroase. Acest lucru sugerează că rearanjările genomului care apar în tumoră necesită sinteza activă de ATP în nucleele celulare și face din NUDIX5 o țintă promițătoare pentru crearea de noi medicamente anticanceroase.
Roman Fishman
Video promotional:
